预测未来气候变化对生态系统功能的影响至关重要.黄土高原气候暖干化的加剧使得与此相关的环境因子对优势种功能性状的影响愈发明显.本文通过冗余分析研究了晋西北黄土丘陵区草地土壤、地形因子对9个优势种及非优势种功能性状的影响.结果 显示:土壤、地形因子对优势种功能性状产生关键作用,但对非优势种功能性状影响小.土壤含水量和速效磷含量是影响优势种功能性状的关键因子,土壤含水量与优势种株高呈正相关,与相对分枝数呈负相关;土壤速效磷含量与优势种叶片氮含量、单株干重和比叶面积呈正相关,与叶片碳氮比和叶干物质含量呈负相关.海拔是影响优势种功能性状的主要地形因子,海拔与优势种叶干物质含量、相对分枝数呈正相关,与株高、叶片碳含量、叶面积呈负相关.以上结果表明,未来气候暖干化使得黄土丘陵区植物多采取资源维持型策略来适应土壤水分及养分减少的环境.

作为森林生态系统碳循环的重要组成部分,树干呼吸的时空变异性直接决定着全球碳库对气候变化的响应和反馈.然而,目前关于树干呼吸的时间变化特征,尤其是树干呼吸碳同位素组成(δ13C)变化的控制机理还存在很大的不确定性.为探明树干呼吸及其碳同位素的时间变化特征,采用气室法并利用基于光腔衰荡光谱(CRDS)技术组装的Picarro观测系统,于2018年8月-2019年10月对6棵马尾松进行树干呼吸及其同位素的监测,同时测定树干液流速率和树干温度.结果 表明:(1)树干呼吸速率及其δ13C值均不存在明显的日变化模式,且与树干液流、树干温度相关性不显著;(2)树干呼吸速率季节变化趋势明显,变化范围为0.08～1.61 μmol·m-2·s-1,且树干温度解释了树干呼吸速率季节变化的82％;(3)树干呼吸δ13C呈现先升高后下降的季节变化模式,非生长季的平均δ13C为-23.25‰±0.91‰,显著高于生长季的-27.93‰±0.25‰.研究表明,树干呼吸及其碳同位素组成在不同时间尺度上其变化模式和可能的调控机制不同,尤其是树干呼吸碳同位素组成的季节变化模式为研究树干呼吸的生理生态过程提供了新的视角.

晋西北黄土丘陵区是我国水土流失最严重的区域之一.因此,提升群落生产力对当地生态环境改善至关重要,但目前甚少从优势种功能性状角度探讨群落生产力变化的机制.本文探究晋西北黄土丘陵退耕还草区植被优势种9种功能性状的群落权重均值(community-weighted means,CWM)之间的相关性及其对群落生产力的影响.结果 显示:优势种相对分枝数CWM与株高、叶片含碳量、叶片碳氮比、叶面积、叶片含氮量、叶干物质含量的CWM呈极显著相关性(P＜0.01).优势种的5种功能性状CWM值即相对分枝数(R2=0.097,P＜0.01)、株高(R2 =0.097,P＜0.01)、叶片碳含量(R2 =0.040,P＜0.05)、叶片碳氮比(R2 =0.031,P＜0.05)和叶面积(R2=0.029,P＜0.05)对群落生产力具有影响,且通过逐步回归分析发现优势种的相对分枝数CWM和株高CWM是影响群落生产力的主要功能性状(R2=0.130,P＜0.01).以上结果表明晋西北黄土丘陵退耕还草区优势种功能性状是影响群落生产力变化的主要机制之一.因此,在黄土丘陵退耕还草区中,应加强对优势种的管理,尤其是相对分枝数较少而株高较大的优势种.

该研究以盆栽杉木(Cunninghamia lanceolata)幼苗为研究对象,采用遮光率为60％的遮光网进行遮阴处理,以正常光照为对照,遮阴处理30 d后部分杉木幼苗进行20 d的光照恢复处理,测定分析遮阴及恢复光照处理后不同组织/器官的非结构性碳水化合物(NSC)浓度及其分配、以及NSC库的变化,以探讨杉木幼苗在遮阴及恢复光照后的NSC调控机制.结果 显示:(1)遮阴能够显著降低杉木幼苗各组织/器官可溶性糖浓度,各组织/器官下降幅度依次为细根(71％)＞当年生叶(68％)＞一年生叶(58％)＞树皮(57％)＞木质部(55％)＞粗根(45％);遮阴使淀粉浓度的下降程度显著高于可溶性糖,在所有组织/器官中粗根的淀粉浓度下降幅度最低(50％),其次是木质部(72％)细根的淀粉浓度下降最大.(2)遮阴处理使杉木幼苗各组织/器官的NSC浓度下降量均超过50％,但杉木幼苗的存活率依然为100％;遮阴后杉木幼苗的生物量变化无明显差异,但NSC库变小,NSC相对分配改变;遮阴后不同组织/器官的NSC下降程度不一,其中粗根的NSC浓度显著高于细根.(3)恢复光照处理后杉木幼苗各组织/器官的NSC浓度均可恢复到对照水平.研究证明,遮阴环境下杉木幼苗能够主动调节其NSC在各组织/器官的分配使其维持在一定范围,从而提高杉木幼苗对遮阴环境的适应性,而不是以牺牲生长为代价.